Тема: Алгоритмы сжатия информации . Учебная работа № 430088

Учебная работа № 430088. Тема: Алгоритмы сжатия информации

Выдержка из похожей работы

…….

Реализация LZW алгоритма сжатия с использованием возможностей современных GPU

…..- изучение темы “Реализация LZW
алгоритма сжатия с использование возможностей современных GPU”.

Задачи: 1) рассмотреть теоретические подходы к LZW
алгоритму; 2) выявить основную проблему LZW
алгоритма сжатия.

С каждым годом мощность и производительность
вычислительных систем постоянно растет, проблемы сжатия, и кодирования
информации остаются актуальными для разработчиков программного обеспечения.
Одним из эффективных и распространенных решений данной проблемы является
применение алгоритма сжатия LZW.

В основе представленного алгоритма лежит
предположение о том, что информация, поступающая на вход кодирующего устройства
заведомо избыточна, а содержание полезной информации не равно нулю. В этой
ситуации добиться идеального сжатия можно лишь в случае, если предварительно
известны энтропия – мера содержания информации, выраженная в битах, множество
символов входного алфавита и вероятность появления каждого символа во входном
потоке. Альтернативным решением задачи является метод LZW,
который по мере поступления информации динамически вычисляет целочисленные
признаки частоты появления входных символов. Этими признаками являются:

·        положение повторяющейся цепочки
символов в промежуточной таблице соответствий между исходным фиксированным
алфавитом и кодирующими последовательностями;

·        длина сжатого кода, соответствующего
набору символов во входном потоке;

·        битовый диапазон длин кодов,
значения которого колеблются от 9 до 16 бит;

·        размер хэш-таблицы, а также
разбиение ячеек этой таблицы на жестко фиксированные и имеющие переменные
значения.

В числе достоинств алгоритма LZW – использование
целочисленной арифметики, возможность автоматической адаптации к качественному
составу входного потока, возможность разделения и инициализации
последовательностей, имеющих заранее известную структуру, использование
плавающей длины байта (от 9 до N
битов), экономное использование динамической памяти, и файловая независимость
от таблицы соответствий между кодами и символами алфавита. Все это позволяет
использовать алгоритм LZW
в разных приложениях не только обособленно в качестве архиватора данных, но и в
составе более сложных методов, таких как, например, методы шифрования или любые
другие методы побайтовой обработки информации. Метод сжатия LZW
(Lempel-Ziv-Welch) разработан в 1978 году израильтянами Лемпелом и Зивом и
доработан позднее в США. Название алгоритм получил по первым буквам фамилий его
разработчиков – Lempel, Ziv и Welch. Сжатие в нем, в отличие от RLE,
осуществляется уже за счет одинаковых цепочек байт. LZW – это способ сжатия данных, который извлекает преимущества при повторяющихся цепочках данных.

Популярность алгоритма LZW в значительной
степени связана с успехом программы compress. Исходный текст последней версии
программы, осуществляющей как сжатие, так и декомпрессию, занимает всего 1200
строк. Ядро кода сжатия занимает не более сотни строк, а код декомпрессии не
намного больше. Программисты считают, что это облегчает чтение и понимание
алгоритма, а также позволяет адаптировать его для самых разных целей.

1.       Метод LZW
алгоритма

Собственно исходный L…